突破06 有机化学实验专题训练(六)-备战2023年高考化学《有机化学实验》专题突破系列

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有机化学实验专题训练(六)1、苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料，某化学小组采用如右图装置，以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯。有关物质的物理性质见下表所示： 苯甲酸甲醇苯甲酸甲酯熔点/℃122.4-97-12.3沸点/℃24964.3199.6密度/g.cm-31.26590.7921.0888水溶性微溶互溶不溶Ⅰ、合成苯甲酸甲酯粗产品：在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol 甲醇,再小心加入 3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒沸石，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品(1)甲装置的作用是：                          ；冷却水从       (填“a”或“b”）口进入)(2)化学小组在实验中用过量的反应物甲醇，其理由是                                      Ⅱ．粗产品的精制：苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，现拟用下列流程进行精制(1)试剂1可以是        ，作用是                       A.稀硫酸                    B.碳酸钠溶液                C. 乙醇 (2)操作2中，收集产品时，控制的温度应在          ℃左右(3)实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g，则苯甲酸的转化率为              (结果保留三位有效数字)(4)本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量，可能的原因是        A．蒸馏时从100℃开始收集产品             B．甲醇用量多了            C．制备粗品时苯甲酸被蒸出2、1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，在实验室中可以用下图所示装置制备1，2二溴乙烷。其中A和F中装有乙醇和浓硫酸的混合液，D中的试管里装有液溴。可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚。(夹持装置已略去)有关数据列表如下：填写下列空白：(1)A的仪器名称是_________________________(2)安全瓶B可以防止倒吸，还可以检查实验进行时导管是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶B中的现象____________________________________________(3)A中发生反应的化学方程式为____________________________________________；D中发生反应的化学方程式为____________________________________(4)在装置C中应加入________(填字母），其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体a．水    b．浓硫酸    c．氢氧化钠溶液    d．饱和碳酸氢钠溶液(5)若产物中有少量副产物乙醚，可用_______________(填操作名称)的方法除去(6)反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是乙烯与溴反应时放热，冷却可避免溴的大量挥发；但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是________________________________3、邻苯二甲酸丁基月桂酯是一种淡黄色透明油状液体，密度约0.97g/cm3，常用作聚氯乙烯等树脂的增塑剂。工业上生产原理和工艺流程如下：有关物质的物理性质见下表：化合物溶解性熔点沸点邻苯二甲酸酐微溶于冷水、乙醚，易溶于热苯、乙醇、乙酸131.6℃295℃正丁醇微溶于水，溶于乙醇、醚、多数有机溶剂-88.9℃117.5℃月桂醇不溶于水，溶于醇、醚24259℃邻苯二甲酸丁基月桂酯不溶于水，溶于多数有机溶剂不祥202～210℃某实验小组的同学模拟工业生产的工艺流程，用右图所示装置制取少量邻苯二甲酸丁基月桂酯，图中夹持和加热装置已略去。主要操作步骤如下：①向三颈烧瓶内加入30 g 邻苯二甲酸酐、16 g 正丁醇以及少量浓硫酸②搅拌，升温至105 ℃，持续搅拌反应1小时③冷却至室温，加入40 g 月桂醇，升温至160 ℃，搅拌、保温至反应结束④冷却至室温，将反应混合物倒出⑤通过工艺流程中的操作X，得到粗产品请回答下列问题：(1)仪器C的名称___________。冷凝管中冷水应从___________进(2)步骤③中判断反应已结束的方法是___________(3)步骤⑤中操作X可除去少量未反应的邻苯二甲酸酐及正丁醇，操作X包括___________(4)工艺流程中减压蒸馏的目的是___________(5)实验结果表明步骤②、③产率都比较高，原因是___________4、冬青油又叫水杨酸甲酯，是一种重要的有机合成原料。某化学小组用水杨酸（）和甲醇在酸性催化剂催化下合成水杨酸甲酯并计算其产率。实验步骤：Ⅰ、如图，在三颈烧瓶中加入13.8g (0.1mol）水杨酸和24 g(30 mL，0.75 mol）甲醇，向混合物中加入约10 mL甲苯(甲苯与水形成的共沸物，沸点为85℃，该实验中加入甲苯，易将水蒸出），再小心地加入5 mL浓硫酸，摇动混匀，加入1～2粒沸石，组装好实验装置，在85~95℃下恒温加热反应1.5小时Ⅱ、待装置冷却后，分离出甲醇，然后转移至分液漏斗，依次用少量水、5%NaHCO3溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，过滤得到粗酯；Ⅲ、将粗酯进行蒸馏，收集221℃～224℃的馏分，得水杨酸甲酯9.12g常用物理常数名称分子量颜色状态相对密度熔点(℃）沸点(℃）水杨酸甲酯152无色液体1.18-8.6224水杨酸138白色晶体1.44158210甲醇32无色液体0.792-9764.7请根据以上信息回答下列问题：(1)仪器A的名称是          ，加入沸石的作用是             ，若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是                              (2)制备水杨酸甲酯时，最合适的加热方法是          (3)实验中加入甲苯对合成水杨酸甲酯的作用是                                      (4)反应结束后，分离出甲醇采用的方法是            (5)实验中加入无水硫酸镁的作用是                         (6)本实验的产率为             (保留两位有效数字）5、实验室制备苯甲酸乙酯的反应装置示意图和有关数据如下：名称相对分子质量密度/(g·cm－3)沸点/℃水中溶解性苯甲酸1221.266249微溶乙醇460.78978.3溶苯甲酸乙酯1501.045213难溶环己烷840.77980.8难溶    环己烷、乙醇和水可形成共沸物，其混合物沸点为62.1 ℃。合成反应：向圆底烧瓶中加入6.1 g苯甲酸、20 mL无水乙醇、25 mL环己烷和2片碎瓷片，搅拌后再加入2 mL浓硫酸。按图组装好仪器后，水浴加热回流1.5小时分离提纯：继续水浴加热蒸出多余乙醇和环己烷，经分水器放出。剩余物质倒入盛有60 mL冷水的烧杯中，依次用碳酸钠、无水氯化钙处理后，再蒸馏纯化，收集210～213 ℃的馏分，得产品5.0 g回答下列问题：(1)仪器A的名称为________，冷却水应从________(填“a”或“b”)口流出(2)加入环己烷的目的为____________________________________________(3)合成反应中，分水器中会出现分层现象，且下层液体逐渐增多，当下层液体高度距分水器支管约2 cm时开启活塞放出少量下层液体。该操作的目的为_____________________________________________________(4)实验中加入碳酸钠的目的为____________________________________________；经碳酸钠处理后，若粗产品与水分层不清，可采取的措施为__________________________________________________(5)在该实验中，圆底烧瓶的容积最适合的是__________A．50 mL　　　　B．100 mL        C．200 mL      D．300 mL(6)本实验的产率为____________________6、苯佐卡因(对氨基苯甲酸乙酯)常用于创面、溃疡面及痔疮的镇痛。在实验室用对氨基苯甲酸()与乙醇反应合成苯佐卡因，有关数据和实验装置图如下： 相对分子质量密度(g·cm-3)熔点/℃沸点/℃溶解性乙醇460.79-114.378.5与水任意比互溶对氨基苯甲酸1371.374188399.9微溶于水，易溶于乙醇对氨基苯甲酸乙酯1651.03990172难溶于水，易溶于醇、醚类产品合成：在250mL圆底烧瓶中加入8.2g对氨基苯甲酸(0.06mol) 和80mL无水乙醇(约1.4mol),振荡溶解，将烧瓶置于冰水浴并加入10mL浓硫酸,将反应混合物在80℃水浴中加热回流1h,并不时振荡分离提纯：冷却后将反应物转移到400mL烧杯中，分批加入10%Na2CO3溶液直至pH=9,转移至分液漏斗中，用乙醚(密度0.714g·cm-3) 分两次萃取，并向醚层加入无水硫酸镁，蒸出醚层，冷却结晶，最终得到产物3.3g(1)仪器A的名称为__________，在合成反应进行之前，圆底烧瓶中还应加入适量的___________(2) 该合成反应的化学方程式是__________________________ (3)将烧瓶置于冰水浴中的目的是_____________________ (4)分液漏斗使用之前必须进行的操作是____________，乙醚层位于_______(填“上层”或“下层”)；分离提纯操作加入无水硫酸镁的作用是_________(5)合成反应中加入远过量的乙醇目的是_________；分离提纯过程中加入10%Na2CO3溶液的作用是_________ (6)本实验中苯佐卡因的产率为_________(保留3位有效数字)。该反应产率较低的原因是_________a.浓硫酸具有强氧化性和脱水性，导致副反应多   b.催化剂加入量不足c.产品难溶于水，易溶于乙醇、乙醚             d.酯化反应是可逆反应 7、某化学小组以苯甲酸为原料，制取苯甲酸甲酯．已知有关物质的沸点如下表：物质甲醇苯甲酸苯甲酸甲酯沸点/℃64.7249199.6Ⅰ、合成苯甲酸甲酯粗产品在圆底烧瓶中加入9.6ml(密度约为1.27g.ml-1)苯甲酸和20mL甲醇(密度约0.79g·mL﹣1)，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒碎瓷片，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品(1)加入碎瓷片的作用是               ；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作时             A．立即补加        B．冷却后补加       C．不需补加        D．重新配料(2)浓硫酸的作用是               混合液体时最后加入浓硫酸的理由：                   (3)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验室合成苯甲酸甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去)。根据有机物的沸点最好采用装置        (填“甲”或“乙”或“丙”)Ⅱ、粗产品的精制(4)苯甲酸甲酯粗产品中含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水，现拟用下列流程进行精制，请根据流程图写出操作方法的名称，操作Ⅱ         (5)不能用NaOH溶液代替饱和碳酸钠溶液的原因是                     (6)列式计算，苯甲酸甲酯的产率是          8、苯甲酸具有弱酸性，可以和乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯。苯甲酸乙酯(密度1.05 g·cm－3)稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，也大量用于食品以及用作有机合成中间体等。制备苯甲酸乙酯的过程如下： 制备粗产品：如图所示装置中，于50 mL圆底烧瓶中加入8.0 g苯甲酸(Mr＝122)、20 mL乙醇(Mr＝46，密度0.79 g·cm－3)、15 mL环己烷、3 mL浓硫酸，摇匀，加沸石。在分水器中加水，接通冷凝水，水浴回流约2 h，反应基本完成。记录体积，继续蒸出多余环己烷和醇(从分水器中放出)粗产品纯化：加水30 mL，分批加入固体NaHCO3，分液，然后水层用20 mL石油醚分两次萃取。合并有机层，用无水硫酸镁干燥。回收石油醚，加热精馏，收集210～213 ℃馏分相关数据如下：沸点(℃，1 atm)苯甲酸苯甲酸乙酯石油醚水乙醇环己烷共沸物(环己烷—水—乙醇)249212.640～8010078.380.7562.6根据以上信息和装置图回答下述实验室制备有关问题：(1)写出制备苯甲酸乙酯反应的化学方程式______________________________________，仪器a的名称______________，b口为冷凝水的_____________(填“进水口”或“出水口”)(2)请说出在本实验中可以采取的能提高苯甲酸乙酯产率的方法________________________(写出任意一种即可)(3)如何利用实验现象判断反应已基本完成______________________________________(4)固体NaHCO3的作用__________________________________，加入固体NaHCO3时的实验操作所用到的主要玻璃仪器为______________(5)经精馏得210～213℃馏分7.0 mL，则实验中苯甲酸乙酯的产率为__________      9、某实验小组探究制取丙烯酸甲酯的最佳实验条件过程中如下所示，回答有关问题：Ⅰ、实验原理(1)制备丙烯酸甲酯的化学反应方程式为________________________Ⅱ、实验步骤(2)上述反应装置图中存在的一处错误是_________________________(3)①按题所示组装仪器，加入已实现混合均匀的反应物(其混合的顺序和操作为_________________________________________________________________)，然后加热回流。反应生成的水以共沸物形式蒸馏出来，冷凝后收集于分水器下层，上层有机物积至分水器支管时返回烧瓶，从化学平衡移动原理分子使用分水器的目的___________________________________________________②充分反应后，冷却，向混合液中加入_________溶液洗至中性③分液，取______层油状液体，再用无水Na2SO4干燥后蒸馏，收集馏分Ⅲ、实验条件探究:小组同学经过多次实验，得到如下实验数据同一反应时间同一反应温度反应温度/℃转化率(%)选择性(%)反应时间/h转化率(%)选择(%)4077.8100280.21006092.3100387.81008092.6100492.310013094.588.7693.0100选择性100%表示反应生成的产物是丙烯酸乙酯和水(4)根据表中数据，该反应的最佳反应条件是_________A. 120℃，4h      B. 80℃，2h      C. 60℃，4h     D. 40℃，3h(5)当反应温度达到较高温度后，反应选择性降低的原因可能为_____________________________________10、苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)： 已知：苯乙酸的熔点为76.5 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇。回答下列问题：(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫 酸的先后顺序是                           (2)将a中的溶液加热至100 ℃，缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130 ℃继续反应。在装置中，仪器b的作用是                      ；仪器c 的名称是      ，其作用是                                            ，反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是          ， 下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是                 A．分液漏斗  B．漏斗   C．烧杯   D．直形冷凝管   E．玻璃棒(3)提纯粗苯乙酸的方法是              ，最终得到44 g纯品，则苯乙酸的产率是         (4)用CuCl2• 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉 淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是                             (5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)2搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是                 【有机化学实验专题训练(六)】答案1、Ⅰ （1）冷凝回流（2分）  b   （1分）（2）该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率或苯甲酸的转化率 （2分）Ⅱ （1）B  （2分）   洗去苯甲酸甲酯中过量的酸（2分）（2）199.6  （2分） （3）73.5% （2分） （4）C  （2分）2、(1)三颈烧瓶 或答圆底烧瓶、三口瓶都可  (2)B中水面会下降，玻璃管中的水柱会上升，甚至溢出  (3)CH3CH2OHCH2＝CH2↑＋H2O  CH2＝CH2＋Br2→CH2BrCH2Br  (4)c  蒸馏  (5)1,2－二溴乙烷的凝固点较低（9℃），过度冷却会使其凝固而使导管堵塞3、（1）三颈瓶；A；   （2）分水器中的水不再增加；（3）先用饱和碳酸钠洗涤、分液，再用蒸馏水洗涤、分液(洗涤、分液)；（4）降低沸点，防止高温下发生副反应，致使产品不纯；（5）生成的水蒸出冷凝成液态后通过分水器从体系中分离出去，促进反应（6）2、4、5、2、4、1、44、（1）冷凝管    防止暴沸      停止加热，待冷却后加入（2）水浴加热    （3）加入甲苯易将水蒸出，使平衡向右移动，从而提高反应的产率（4）蒸馏或水洗分液   （5）除水或干燥    （6）60%5、(1)球形冷凝管　b(2)在较低温度下除去产物水，提高产率(3)确保乙醇和环己烷及时返回反应体系而下层水不会回流到体系中(4)中和苯甲酸和硫酸　加氯化钠进行盐析(5)B(6)66.7%6、(1)球形冷凝管  沸石（或碎瓷片）  (2)  (3)散热降温，减少副反应，减少乙醇挥发损失  (4)检查是否漏液  上层  干燥吸水  (5)作溶剂，提高对氨基苯甲酸的转化率  中和过量的浓硫酸和调节pH  (6)33.3%（或33.4%）  a d7、（1）防止暴沸； B  （2）催化剂、吸水剂；浓硫酸密度较大，且与苯甲酸和甲醇混合放出大量的热，甲醇易挥发 （3） 乙（4）蒸馏（5）苯甲酸甲酯在碱性条件下水解（6）65%8、(1)H2O  (球形)冷凝管    进水口  (2)加入环己烷形成水—乙醇—环己烷三元共沸物    分离反应过程中生成的水(或加过量乙醇 或使用分水器及时分离生成的水)(3)加热回流至分水器中水位不再上升   (4)中和硫酸和未反应的苯甲酸   分液漏斗  (5)74.7%9、(1)CH2=CHCOOH+HOCH3CH2=CHCOOCH3+H2O  (2)冷凝管应从下口进水，上口出水  (3)①先加入丙烯酸，在加入浓硫酸，边加边搅拌，冷却后，再加入甲醇②将产物水及时从分离体系内分离出来，同时可减少反应物的流失，从而造成平衡正向移动  ③饱和Na2CO3溶液  上层  (4)C  (5)发生了副反应。甲醇脱水生成了甲醚，有机物脱水碳化等10、(1)先加水，再加浓硫酸（1分）(2)滴加苯乙腈（1分） 球形冷凝管（1分） 回流（或使气化的反应液冷凝）（1分）便于苯乙酸析出（2分）BCE（全选对2分）  (3)重结晶（1分）  95%（1分）(4)取少量洗涤液、加入稀硝酸、再加AgNO3溶液、无白色混浊出现（2分）(5)增大苯乙酸溶解度，便于充分反应（2分）